收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Pb~(2+)、Zn~(2+)在微波诱导磷石膏上的吸附机制及墙体材料制备试验研究

舒敦涛  
【摘要】:磷石膏是湿法生产磷酸工艺过程中产生的固体废弃物,其主要成分是CaSO4·2H2O。随着磷化工业的发展,磷石膏以每年15%的速率递增,大量堆存的磷石膏不仅占用了土地、污染了地表水,而且带来了更为严重的环境污染和安全隐患。因此,综合利用磷石膏、控制磷石膏产生的污染、以废治废,提高磷石膏的利用价值,创造良好的社会效益和环境效益就显得尤其重要。 当前受关注较多的重金属离子主要有Pb2+、Zn2+等。当水体重金属污染已成为当今世界最严重的环境问题之一时,而如何科学有效地解决重金属对水体的污染已经成为当前环保工作者研究的热点之一。在节约型环保理念的基础上开发以废治废的吸附剂已成为当今的研究方向之一,磷石膏具有一定比表面积和吸附性能,因此可开发磷石膏可作为一种价格低廉,来源广泛,吸附效果较好的吸附剂,尤其在处理低浓度含铅(Pb)、锌(Zn)重金属废水方面具有十分广阔的应用前景。 针对目前粉煤灰吸附类材料对重金属吸附处理成本高、易产生污泥、解吸过程复杂等缺点,将磷石膏应用于重金属污染物的处理,结合微波的运用,形成微波诱导改性磷石膏技术。本文系统深入地研究了微波诱导改性磷石膏处理Pb2+、Zn2+为代表的典型性重金属污染物的机理及制备墙体材料的的关键科学问题,主要开展了以下几个方面的工作。 (1)微波诱导改性磷石膏的机理 通过考察微波功率和时间对磷石膏的影响确定微波诱导改性磷石膏的最佳参数为微波频率2450MHz、微波功率950w、诱导时间12min,诱导改性后的磷石膏比表面积为5.572m2/g。 (2) Pb2+、Zn2+为代表的典型重金属污染物在磷石膏上的吸附行为 采用Box-Behnken模型响应曲面优化分析磷石膏吸附Pb2+、Zn2+,当ph=7,吸附剂量为0.7g/100mL,重金属离子浓度为50g/mL时,Pb2+、Zn2+的去除率依次为94%、82%,磷石膏对Pb2+、Zn2+的吸附量依次为8.0mg/g、6.1mg/g。 微波诱导改性磷石膏对Pb2+.Zn2+的吸附平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,但Freundlich方程能够更好地描述吸附等温线。在改性磷石膏对重金属离子吸附的初始阶段,Lagergren准一级动力学方程、Lagergren准二级动力学方程、Elovich方程、粒子内扩散模型均能很好地反映微波诱导改性磷石膏对Pb2+、Zn2+的吸附行为,而整个吸附过程则遵循Lagergren准二级动力学方程,其吸附过程是液膜扩散和粒子内扩散共同作用的结果。热力学研究表明,微波诱导改性后的磷石膏对Zn2+的吸附是吸热反应,对Pb2+的吸附为放热反应。 (3)磷石膏基墙体材料制备研究 通过考察磷石膏制备墙体材料的试验,探索了不同工艺配比对墙体材料抗压强度及抗折强度的影响,依据单因素试验、正交试验可以得出,各物料的最优配合比为磷石膏:磷渣:水泥:生石灰:减水剂:聚丙烯纤维=55%:25%:20%:4%:1%:1.2%,成型后采用室温自然养护,试件7d、28天的抗压强度达到10.19MPa、28.84MPa:7d.28天抗折强度达到2.12MPa、3.95MPa。试验最终制备的磷石膏基墙体材料产品性能符合《建筑石膏》(GB9776-2008)磷石膏产品的要求和《化学石膏制品》(HJ/T211-2005)的要求。 综上所述,论文系统研究了微波诱导磷石膏处理以Pb2+、Zn2+为代表的典型性重金属污染物的机理及制备墙体材料的理论和工艺。为了优化试验工艺和条件,试验采用了Box-Behnken模型对微波诱导磷石膏吸附Pb2+、 Zn2+的去除率和平衡吸附量进行响应曲面优化分析,考察了吸附剂量、金属离子浓度、反应体系pH三个因子对响应值的影响显著性及三个因子的交互作用。并且对微波诱导磷石膏吸附Pb2+、Zn2+从静态吸附、动态吸附及热力学方面作了深入的研究。最终试验结果表明微波诱导改性磷石膏去除Pb2+、Zn2+是合理可行的,研究成果不仅开拓了磷石膏的综合利用方向,而且对磷石膏后续的研究具有一定的参考价值和指导作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 江建华,张敏,王德淑;Cu、Pb、Zn火焰原子吸收多谱线分析在环境监测中的应用[J];中国环境监测;2002年04期
2 崔岩山,王庆仁,董艺婷,李海峰;硫磺对土壤中Pb和Zn形态的影响[J];环境化学;2004年01期
3 李博文,谢建治,郝晋珉;不同蔬菜对潮褐土镉铅锌复合污染的吸收效应研究[J];农业环境科学学报;2003年03期
4 姬乃建,鲍慈光,许良知,彭莉,赵逸云,王若南;重金属及其形态对斜生栅藻生长的影响[J];云南大学学报(自然科学版);2003年S1期
5 彭荣飞,唐宝英,曾尊祥,杨秀环,张展霞;FAAS直接法测定环境和生物试样中Zn、Pb和Cd[J];光谱学与光谱分析;2001年01期
6 薛文颖;李薇;申勇峰;;镍精炼过程中Pb和Zn的热力学探讨[J];矿冶;2007年02期
7 陈细香;卢昌义;叶勇;;重金属Zn、Pb和Cd对可口革囊星虫的急性毒性作用[J];海洋环境科学;2007年05期
8 李芳,张俊伶,冯固,李晓林;两种外生菌根真菌对重金属Zn、Cd和Pb耐性的研究[J];环境科学学报;2003年06期
9 张汉波,于春蓓,施雯,沙涛,程立忠,段昌群;不同时空铅锌矿渣中耐受重金属细菌群体的变化[J];农村生态环境;2004年01期
10 郑奎;李林;;我国铅锌矿区的重金属污染现状及治理[J];安徽农业科学;2009年30期
11 杨志新,冯圣东,刘树庆;镉、锌、铅单元素及其复合污染与土壤过氧化氢酶活性关系的研究[J];中国生态农业学报;2005年04期
12 杨清伟,束文圣,林周,林里,邹慧玲,蓝崇钰;铅锌矿废水重金属对土壤-水稻的复合污染及生态影响评价[J];农业环境科学学报;2003年04期
13 王劲松,钟爱国;离子交换分离钨钼及微波诱导树脂再生的研究[J];中南工学院学报;1999年01期
14 钟爱国,王宏青,王劲松,李玉白;离子交换分离钨钼及微波诱导树脂再生的研究[J];离子交换与吸附;1999年03期
15 李巧玲,李琳,魏雨;微波诱导制备均匀铁红纳米胶粒的研究[J];无机盐工业;2000年04期
16 李巧玲,魏雨,李琳;微波诱导异形均匀α-Fe_2O_3纳米胶粒的制备[J];材料导报;2000年04期
17 胡斌;张丽娟;李东艳;赵同谦;;土壤Pb,Zn复合污染对作物吸收重金属的影响[J];河南农业科学;2007年04期
18 ;微波诱导低温燃烧合成纳米钡铁氧体粉末的方法[J];无机盐工业;2003年01期
19 陈梓云,彭梦侠;微波诱导合成磷酸铝的研究[J];无机盐工业;1999年05期
20 陈梓云,彭梦侠;微波诱导清洁合成高纯碘酸钾研究[J];广州化工;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘劲松;邹先武;汤朝阳;甘金木;夏杰;崔森;赵武强;金世超;;黔东嗅脑铅锌矿成矿物质来源浅析——来自地层Pb、Zn元素含量的证据[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年
2 樊文苓;尚林波;胡瑞忠;邓海琳;;银、铅、锌在热液成矿过程中的地球化学机理[A];第二届全国成矿理论与找矿方法学术研讨会论文集[C];2004年
3 刘广绪;柴雪良;邵艳卿;谢起浪;李尚鲁;林志华;吴信忠;;重金属离子Cu~(2+),Zn~(2+),Pb~(2+),Cd~(2+)对泥蚶(Tegillarca granosa)与缢蛏(Sinonovacula constricta)的毒性效应[A];中国动物学会、中国海洋湖沼学会贝类学会分会第十四次学会研讨会论文摘要汇编[C];2009年
4 方月英;曹心德;;植物生长对含磷材料钝化修复重金属复合污染土壤中Pb、Cu、Zn稳定性的影响[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
5 谢朝永;谭和勇;余冰;崔川生;傅小强;晁红丽;;栾川Mo、W、Pb、Zn、Ag矿集区深部找矿探讨[A];河南地球科学通报2008年卷(上册)[C];2008年
6 蔡榕硕;白娅舒;;兴化湾海域重金属Cu、Pb、Zn的分布特征及其来源浅析[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
7 续晓云;曹心德;于宏然;;稻壳和牛粪基生物炭对水中重金属Pb、Cu、Zn、Cd的吸附研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
8 贾文珍;祝方;;螯合剂诱导植物修复Pb、Cd、Zn复合污染土壤酶活性的影响[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
9 张双;肖昕;白兴雷;马连刚;贾红霞;;Pb、Zn胁迫对小麦生长过程中土壤脲酶活性的影响[A];中国毒理学会环境与生态毒理学专业委员会成立大会会议论文集[C];2008年
10 杨扬;陆皓;余春;陈俊梅;;Zn对Sn-xZn/Cu界面微空洞的影响[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 詹路;破碎—分选废弃印刷电路板混合金属颗粒中Pb,Zn,Cd等重金属的真空分离与回收[D];上海交通大学;2011年
2 陈红英;臭氧—微波诱导催化氧化饮用水中的内分泌干扰物邻苯二甲酸二丁酯[D];太原理工大学;2012年
3 黄河洵;基于微波诱导的市政污泥干化与热解研究[D];华中科技大学;2012年
4 刘媛媛;二元Pb合金结构和性质的分子动力学模拟及真空蒸馏实验研究[D];昆明理工大学;2010年
5 秦中悦;Cu(Ⅱ)及Zn(Ⅱ)对竹浆纤维抗菌和抗紫外功能的改性研究[D];苏州大学;2011年
6 彭小红;Zn~(2+)和Hg~(2+)荧光传感器的研究[D];兰州大学;2011年
7 胡佶;水体中的As(Ⅴ)、Pb(Ⅱ)在纳米颗粒物存在下对网纹溞(Ceriodaphnia dubia)的毒性作用[D];中国海洋大学;2012年
8 吴俊书;Zn、Nb过渡金属氧化物的微结构结晶研究[D];大连理工大学;2011年
9 郑联合;阿霉素联合微波诱导成骨肉瘤细胞凋亡分子机制的初步研究[D];第四军医大学;2005年
10 郝玉通;JAK-STAT信号通路在微波辐照致小胶质细胞活化中的作用[D];第三军医大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 舒敦涛;Pb~(2+)、Zn~(2+)在微波诱导磷石膏上的吸附机制及墙体材料制备试验研究[D];昆明理工大学;2012年
2 王恺;假俭草和海滨雀稗对土壤Pb、Cd、Zn污染胁迫的响应及耐受阈值研究[D];上海交通大学;2010年
3 朱荣;秃疮花在Zn、Cd、Cu和Pb胁迫下的耐性和富集特征研究[D];四川农业大学;2011年
4 肖珊;微波诱导催化工艺处理难降解废水的研究[D];郑州大学;2011年
5 杨舒;重金属Cu、Cd、Pb、Zn在人工湿地中的形态分布与转化[D];兰州大学;2011年
6 高恩亮;Cu、Zn、Pb、Cd单一污染对潮棕壤生物活性的影响[D];东北大学;2008年
7 刘艳丽;腐殖质吸附Zn~(2+)的电化学效应研究[D];西南大学;2010年
8 邓瑞;酸模叶蓼在Cd、Cu、Pb、Zn胁迫下的耐性和富集特征[D];四川农业大学;2010年
9 杨平旺;Zn对Mg-XZn-2.8Nd-0.6Zr-0.6Cd合金拉伸力学性能及抗蚀性能的影响[D];中南大学;2012年
10 李勇;岷江下游不同种植模式下Pb、Zn、Cd源/汇格局[D];四川农业大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中投证券研究所;美的电器 高PB增发提升价值[N];证券时报;2009年
2 肖英龙 唐明珠;AISI12L14替代品——新型无Pb易切钢的开发[N];世界金属导报;2009年
3 本报记者 胡潇滢 李京京;农行A股获16倍认购 询价多在1.6倍PB以上[N];证券日报;2010年
4 本报记者 欧阳晓红;美银狂赚引PB估值反思 建行“取经”六载得到什么[N];经济观察报;2011年
5 特约记者 杨井鑫;PE及PB近翻番 有色金属重现“众人拾柴火焰高”[N];21世纪经济报道;2009年
6 新疆有色地质勘察局测试中心 吴明辉 赵德耘 张华芹;ICP-MS测定矿石中痕量Pb含量测定的不确定度评定[N];新疆科技报(汉);2009年
7 肖英龙 唐明珠;BN型无pb易切削钢的开发[N];世界金属导报;2009年
8 本报记者 陈进周;PB管入市,须跨哪些“槛”[N];中国建设报;2010年
9 中央财经大学金融证券研究所所长 韩复龄;动态PE、PB折价率均处历史高位 四大向好预期有利银行估值回升[N];证券日报;2010年
10 本报记者 敖虹;地产股PB底部渐显 下半年是拐点?[N];21世纪经济报道;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978